水煤浆加压气化工艺技术优化改造

陈西峰

（陕西延长石油集团延安能源化工有限责任公司，陕西延安 727500）

延长石油延安能源化工有限责任公司是集团内第二家大型高端能源化工产品生产企业，公司以煤、油田伴生气、炼油厂低品质轻油为原料，生产高品质聚乙烯、聚丙烯、丁醇、2-PH 和乙丙橡胶等多种化工产品。

公司拥有水煤浆加压气化装置三套，2018年9月11日气化装置一次性开车成功，进入试生产期，在此期间存在一些问题，通过技术优化改造，解决了存在的问题。

1 磨煤制浆单元

1.1 低压灰水代替生产水制浆

气化装置在运行阶段，灰水较多，外排量约180m3/h。为降低灰水外排量，节约生产水消耗，增收节支，配低压灰水管线至磨煤机进料口。

使用低压灰水进行磨煤制浆，低压灰水用量大约45m3/h，可节约生产水使用量大约45m3/h，优化改造后，生产水按照5.8元/m3计算，经估算，全年可节约成本185.6万元。既节约了生产水消耗成本，又降低了低压灰水外排量，也减轻了污水厂废水处理负荷。

1.2 磨煤机气动离合器气源改造

磨煤机气动离合器气源为配套空压机，空压机气源压力不稳定，而且是自启动设备，维护保养频繁，因为气源压力不足、不稳定，磨煤机气动离合器经常脱开跳车，长时间处理，气化炉需要减负荷，影响气化炉稳定运行。

磨煤机气动离合器气源改为工厂空气，工厂空气压力0.9MPa，而且压力稳定，取代空压机，彻底解决了空压机维护保养频繁，磨煤机气动离合器气源压力不稳定、不足，引起磨煤机频繁跳车的问题，保障了气化炉稳定运行。

1.3 抽风排气系统改造

磨煤机抽风排气系统原始设计通过风机排向大气，该废气含有硫化氢等气体，并且产生凝液，厂房墙壁煤灰污染严重，既污染环境，又存在硫化氢危害的不安全因素。

磨煤机抽风排气系统增加喷淋塔、吸附装置、催化装置，处理后的废气排向大气，凝液可循环利用，少量凝液排放至地沟，通过优化改造，磨煤机抽风排气系统既环保清洁，又高效安全。

1.4 添加剂泵更换为离心泵

添加剂可以调节水煤浆的黏度，是重要的化工三剂，通过隔膜计量泵送到磨煤机。但是，隔膜计量泵经常出现打量不足或不打量的现象，需要经常清理添加剂泵进口滤网，隔膜腔补油，更换隔膜，拆检泵体，拆检出口单向阀等维护检修。添加剂不足，导致水煤浆黏度过大，不利于煤浆泵输送，引起气化炉跳车。

添加剂泵改为离心泵取代隔膜计量泵，离心泵运行稳定，维护保养便捷，避免了隔膜计量泵频繁检修维护，添加剂加入量稳定，水煤浆性能稳定，有利于煤浆泵稳定输送，确保气化炉平稳运行。

1.5 低压煤浆泵出口管线改造

本装置有ABC 三台低压煤浆泵，AB 两个大煤浆储槽。其中AC 低压煤浆泵分别送至AB 大煤浆储槽，B 低压煤浆泵出口两条管线分别送至AB 大煤浆储槽。

生产运行中，A 低压煤浆泵不能送至B 大煤浆储槽，C低压煤浆泵不能送至A 大煤浆储槽，当其中两台磨煤机、煤称、低压煤浆泵出现故障时，一个大煤浆槽水煤浆无来源，引起一台气化炉减负荷，甚至停车。

对低压煤浆泵出口管线优化改造，在AB 大煤浆储槽顶部增加母管，ABC 三台低压煤浆泵出口管线均进入母管，通过母管分别送至AB 大煤浆储槽，实现三台磨煤机均能进入AB大煤浆储槽，降低了气化减负荷，甚至停车的风险。

2 气化单元

2.1 抽引管线盲区增加低压氮气

气化炉在开停车过程中，需要进行低压氮气置换，倒抽引盲板作业，本装置抽引管线管径16寸，且盲区较长大约8m，存在置换盲区。

在抽引手阀前增加2寸低压氮气置换管线，在气化开停车过程中，消除了置换盲区，提高了开车的安全性，降低了停车倒抽引盲板CO 等有毒有害气体危害的风险。

2.2 洗涤塔顶部在线分析吹扫蒸汽增设盲板

洗涤塔顶部在线分析取样管线上吹扫蒸汽管线设计了双阀。生产运行中，由于气化装置运行压力、温度较高，双阀内漏，粗煤气串入蒸汽管线，导致蒸汽管网存在CO、H2等有毒可燃气体，危害全厂蒸汽管网安全运行。

在洗涤塔顶部在线分析取样管线上吹扫蒸汽管线双阀间增设盲板，进行有效隔离，撤底解决了粗煤气串入蒸汽管线的问题，保障了全厂蒸汽管网的安全运行。

2.3 预热水系统改造

气化装置共三套，原始设计预热水泵和渣池泵进口为同一根母管，两台预热水泵，四台渣池泵，节约了两台渣池泵。但是，生产运行中，由于捞渣机渣池水含渣量较多，启动预热水泵建立预热水循环烘炉。一方面预热水泵损坏严重；另一方面，黑水过滤器清理频繁，无法运转，导致气化烘炉需要建立大水循环，水、电消耗大。

预热水泵进口管线和渣水泵进口管线进行单独配管，实现捞渣机渣水和预热水分离，装置运行和装置烘炉独立进行，互不影响。建立预热水循环烘炉，经估算，全年水、电可节约成本301.6万元。

2.4 气化炉、洗涤塔排黑管线改造

气化装置运行一个周期后，需要进行单系列检修，气化炉、洗涤塔排黑管线需要高压清洗。由于气化炉、洗涤塔排黑管线较长，弯头较多，不便于高压清洗，清洗不彻底，投料开车后气化炉、洗涤塔排黑管线不畅通，或减压阀卡塞。

气化炉、洗涤塔排黑管线分别增加两段可拆卸短节，优化改造后，排黑管线可以分段进行高压清洗，彻底将排黑管线的水垢清理出来，解决了投料开车后气化炉、洗涤塔排黑管线不畅通，或减压阀卡塞的问题。

2.5 锁斗循环泵出口管线增加限流孔板

锁斗循环泵输送介质为高浓度的渣水，出口管线及阀门磨损严重，经常出现磨损泄漏。为减轻锁斗循环泵出口管线及阀门的磨损程度，进行了优化改造。

在锁斗循环泵出口管线（管径6寸）增加Φ50限流孔板，运行中可开大出口手阀，流量可控制在45～50m3/h，减轻了出口管线和手阀的磨损程度，延长了管线和阀门的使用寿命。

2.6 捞渣机双电机改为单电机运行

捞渣机是气化装置的重要设备，捞渣机原始设计为双电机运行，由于双电机形成扭矩叠加，频繁拉裂减速机，导致捞渣机不能正常运行，气化炉不能正常排渣，影响气化炉稳定运行。

捞渣机双电机改为单电机，运行良好，保护了减速机运行，捞渣机也能正常平稳运行，解决了双电机运行频繁损坏减速机的问题。

2.7 大煤浆槽底部阀门改型更换

气化装置大煤浆槽底部阀门在原始设计阶段，设计为半球阀，球面与煤浆槽底部之间存在死区，沉积煤渣，形成块状物。水煤浆易于进入球面与阀体之间，导致阀门开关卡塞，损坏执行机构，不能冲洗煤浆管线，需要切换煤浆槽，放浆，浪费煤浆，增加大量工作量，影响正常开停车程序。

将两个大煤浆槽底部的4台半球阀更换为4台柱塞阀，消除大煤浆槽底部与阀门之间的死区，防止形成块状物，防止煤浆进入阀体，可以彻底解决气化开车前排放煤浆，停车后阀门不能关闭，切换煤浆槽排放煤浆，检修阀门的问题

2.1 各组心脏彩超检测指标对比 与正常组相比，模型组小鼠LVEF、LVFS、LVPWDd、LVPWDs降低，LVAWd、LVAWs、LVIDd、LVIDs升高，差异有统计学意义（P＜0.05）。与模型组相比，阳性组、黄芩茎叶黄酮组 LVEF、LVFS、LVPWDd、LVPWDs升高，LVAWd、LVAWs、LVIDd、LVIDs降低，具有剂量依赖性，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

产生的经济效益预算，目前大煤浆槽底部球阀与煤浆槽底部之间存在约0.6m 死区，每次放浆大约15m3，水煤浆按照600元/m3计算，气化炉全年开车计划12次，可节约水煤浆成本600×15×12=10.8万元。气化停车期间，大煤浆槽底部阀门卡死，有时损坏执行机构，不能关闭，导致切换煤浆槽，排放剩余40%的水煤浆，大约270m3，水煤浆按照600元/m3计算，全年预计排放3次，可节约水煤浆成本600×270×3=48.6万元。大煤浆槽底部半球阀下线检修，维修费用按4 000元/台计算，全年预计维修7次，可节约维修成本4 000×7=2.8万元。全年预计可节约成本合计：10.8+46.8+2.8=62.2万元。

3 灰水处理单元

3.1 增加高闪分离器至火炬排放管线

灰水高闪分离器闪蒸气排放至变换汽提塔，另外设有就地放空管线，当汽提塔需要隔离检修或更换填料时，高闪分离器闪蒸气不能送至汽提塔，只能通过就地放空泄放至大气。闪蒸气含有大量H2S、CO 等有毒有害气体，严重污染环境，易于导致人员中毒，存在较大安全隐患。

停车需进行高闪及高闪分离器置换，置换有毒有害气体排放至大气，同样造成上述不良影响。

在高闪分离器顶部气相增加一条管线泄放至火炬系统，该管线增设手阀，并在手阀前增设盲板。当高闪及高闪分离器停车置换或变换汽提塔检修隔离时，有毒有害气体可通过该条管线排放至火炬系统，杜绝就地泄放。

3.2 除氧器凝液回收系统配管优化

灰水除氧器顶部放空气经过循环水冷凝器冷却回收凝液至灰水槽。在实际运行中，循环水冷凝器气相放空管线经常夹带凝液喷向框架外，既污染环境，又造成灰水除氧器压力波动，导致循环水冷凝器无法正常投用。

将U 型液封下降3m，气液相管线配平衡线，优化改造后，循环水冷凝器气相放空管线不再夹带凝液，可以正常投用。

3.3 沉渣池污水排放管线改造

沉渣池污水排放通过渣水泵经过地管直接送至南区污水厂。由于沉渣池污水含灰量较大，污水厂不能正常处理，制约沉渣池污水排放。

对沉渣池污水排放管线优化改造，切断沉渣池至南区污水厂地管。在渣池泵出口配管至澄清槽，通过澄清槽絮凝沉降，清液流至灰水槽，通过低压灰水泵顺利送至南区污水厂。该流程既有利于南区污水厂处理废水，也解决了沉渣池污水排放问题。

3.4 真空过滤机清污分流

真空带式过滤机的滤液、滤布冲洗水及滤布冲洗下来的灰渣全部通过过滤机底部排污口一并进入滤液槽。易造成过滤机底部排污口堵塞，或滤液槽底部及滤液泵进口管线堵塞，影响生产运行。

过滤机底部清污区增设隔离墙，在灰渣区新增一根6寸的排污管线至过滤机厂房东侧地沟。实现了真空过滤机清污分流，彻底解决了排污口、滤液槽底部及滤液泵进口管线堵塞的问题，保障了生产平稳运行。

4 变换单元

4.1 增加废锅排污回收装置

变换装置运行中，废锅直接排污、间歇排污的脱盐水较干净，长期排放，即浪费水资源，又增加了水处理的能耗。

可进行变换废锅排污收集，经换热器冷却，通过两台泵送至真空过滤机代替生产水作为滤布冲洗水。节约生产水用量，经估算，全年可节约成本46.4万元。

5 热回收单元

5.1 中压锅炉给水至硫回收装置管线改造

硫回收装置中压锅炉水用量4m3/h 左右，用量特别小，中压锅炉给水泵运行中经常出现振动、异响等故障，影响生产运行。

密封水泵出口管线引出一路1寸管线至中压锅炉给水泵出口，向硫回收装置供水，彻底取代了两台中压锅炉给水泵，节约了泵检修维护成本，维护了硫回收单元的稳定运行。

6 结语

我公司气化装置经过试生产运行期的考验，出现了一些问题，并对磨煤制浆、气化、灰水、变换、热回收单元进行了工艺、设备优化改造。

通过技术优化改造，解决了生产运行中存在的问题，使气化装置达到安全、环保、平稳、长周期运行。同时。结合生产运行情况，也进一步降低了生产运行成本，达到增收节支、节能降耗、节约成本的目的。